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計算機模擬技術的應用

計算機應用 閱讀(2.63W)

隨著第一臺計算機誕生以來,計算機技術得到了飛速的發展,並且在各個領域都得到了廣泛的應用。下面是YJBYS小編搜尋整理的關於計算機模擬技術的應用,歡迎參考閱讀,希望對大家有所幫助!想了解更多相關資訊請持續關注我們應屆畢業生培訓網!

計算機模擬技術的應用

計算機模擬技術作為計算機技術的重要組成部分,其應用範圍也在不斷的擴充套件。在計算機模擬技術產生之前,人們主要採用人工的辦法對一些物件進行模擬。而人工的模擬方法往往存在很多的缺點,如資料量小、引數修改困難、靈活性差、成本高、週期性長,並且模擬的效果也不是很理想。而且有些現象,對於人工無法模擬是無法實現和達到的。然而計算機模擬技術可以使模擬變得更加方便便捷、靈活,可控制性變得更強,並且對哪些人工模擬無法模擬的物件也可以很好的進行模擬。

  1、計算機模擬技術

  2. 基本原理

算機模擬是一種針對具體物件的模擬過稱,根據不同的物件,模擬方法也個不相同,但是其中確有一定的規律可循。計算機模擬的一般步驟是:

第一,針對對模擬物件建立模型,建立的模型可分為是物理模型、數學模型或其他特定模型。模型的建立的好壞直接影響最終的效果,因此是計算機模擬中最為重要的步驟。

第二,依據模型編寫相應計算程式,或者藉助計算機模擬軟體來實現對模型的具體的實現,生成視覺化的效果,計算我們需要的資料。

第三,運算和資料分析處理過程,即在計算機上執行程式,得到並分析執行結果,並與所要模擬的物件進行比,檢測是否達到了預期的效果。

  2.基本方法

計算機模擬方法根據是否建立模型可以分為兩大類:直接模擬法和模型模擬法。

直接模擬法:不依賴具體的模型,主要是通過計算機程式將具體模擬現象的發生過程進行直觀再現。如在計算機用動畫的形式直觀的模擬網路中兩臺計算機相互通訊的不同階段過程過程。這中直接模擬法是計算機模擬中最簡單的模擬方法。

模型模擬法,這種方法是依靠具體的數學或物理模型,並通過對模型進行程式設計來實現模擬。它有空可以細分為以下兩種種方法:(1)確定的方法:該方法對模擬物件建立確定的模型,使得模擬出的結果也是確定的,並嚴格遵尋事先建立的模型。(2)隨機的方法:該方法也被稱為蒙特卡羅(Monte Carlo)法。蒙特卡羅法的基本思想是:當要求解的問題是某事件出現的概率或者期望值時,它可以通過“試驗”的方法,得到該事件出現的概率或平均值,並用它作為求解問題的解。

  2、計算機模擬技術的應用

  1.工業應用

隨著工業資訊化的發展,計算機模擬技術在工業生產中得到了廣泛應用,具體應用領域包括航空航天、交通運輸、通訊控制、工業控制、機械製造等諸多方面。計算機模擬是以計算機硬體和相應的軟體為基礎,以現代控制理論和相似原理為方法,藉助相應系統模型對真實的或假設的系統進行模擬解析,從而指導生產實踐,控制產品的生產與製造過稱提高生產產量和產品質量。如在機械加工過程,利用計算機模擬技術,有助於發現其機理,為提高機械加工效能提供理論支援。如在工業控制領域,採用計算機模擬技術,可以對生產過程實行動態監控,有助於中改進現實的流水線,縮短生產時間,提高經濟效益。

  2.軍事應用

在軍事演習中,直接使用先進武器進行演練,不但具有很大的危險性,而且相應的費用也非常昂貴。採用計算機模擬技術在可以很好解決這些問題,它在軍事上的運用主要有以下幾個方面:(1)模擬先進武器的作戰效能,如模擬導彈的飛行軌跡,計算其精確性。(2)虛擬現實技術,虛擬現實技術利用計算機模擬一種現實的環境,並通過多種感測裝置使使用者“投入”到該環境中,使使用者與該環境進行自然互動。採用虛擬現實技術在很大程度上解決真實作戰訓練危險和演練環境限制的問題。

  3..經濟學應用

在當今社會中,經濟執行具有不可預測性。利用計算機模擬技術,依據基本的經濟學原理,對經濟執行進行模擬,可以有效的控制經濟執行。計算機模擬在經濟學中的作用表現在:(1)能對複雜的內部互動作用的經濟系統進行研究和實驗。(2)能模擬各種不同方案,觀察這些方案對系統的結構和行為的不同影響。(3)能反映變數間的相互關係,確定哪些變數更加重要,以及它如何影響其他變數和整個系統。(4)能研究不同時期的動態聯絡,反映系統隨時間的變化規律。

  3、存在的問題

計算機模擬技術目前在各個領域都得到的廣泛的應用,技術得到了很大的提高,但也面臨著不少問題。

(1)模型建立較難:對某些物理過程想要建立合理的模型困難較大,並且模型建立以後相應的修改也很困難。

(2)沒有通用的規律:計算機模擬是針對物件的'過程,模擬的問題可能千差萬別,具體模擬的方法間並沒有通用的規律。

(3)存在侷限性:計算機模擬過程和實際的過程還是有一定的差異,很可能會遺漏掉最優方案,運用範圍只限於能考察的情況,規模很大時,較難取得模擬細節。

(4)模擬系統的評價困難:模擬只是是對現實系統的某一層次的抽象屬性的模仿,模擬模擬是有層次的,既針對所要處理的客觀題,又針對處理者的需求層次,所以很難評價一個模擬系統的優劣。

總之,隨著計算機技術的發展,計算機模擬技術的應用範圍不斷的擴大,已經成為科學研究中繼理論方法、試驗方法之後的第三種研究方法。計算機模擬技術成為當今研究的一個熱點,它不僅可以模擬簡單直觀的現象,還可以對一些複雜隨機的現象進行模擬,更好的指導幫助人們在實際的工作。並且隨著資訊化工業化程序的不斷推進,計算機模擬技術也將在各個領域起到越來越重要的作用。